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2022年09月13日

湿式混凝土喷射机的类型及发展

摘要 本文介绍了湿式湿凝土喷射机的类型和发展过程。国内外使用2、试样截取方式情况和主要优缺点。并着重介绍了国外各种类型湿式混凝土喷射机的工作原理。同量,对近年来国内研制开发的几种具有代表性的湿式混凝土喷射机也作了重点介绍。

关键词:湿式混凝土喷射机 类型 原理 发展

混凝土喷射机是地下工程,岩土工程,市政工程等领域内广泛使用的一种施工设备。它是利用压缩空气或其它动力,将按一定比例配合的拌和料通过管道输送并高速喷射到受喷面上凝结硬化,从而形成混凝土支护层,近年来,喷射湿凝土支护层,近年来,喷射混凝土技术以其简便的工艺,独特的效应,经济的造价和广泛的用途,在各种建筑领域内显示出旺盛的生命力。

1 国内外湿式混凝土喷射机的发展

在国外,端士阿利瓦(ALIVA)公司于1992年研制出干式转子式混凝土喷射机。1947年,联邦德国BSM公司研制成双罐式干式混凝土喷射机。以后,英国,前苏联,日本等相继研制出各种干式混凝土喷射机。

我国从60年代开始着手研制混凝土喷射设备。先后研制出冶建-65型(冶金工业部建筑研究院),PH型(扬州机械厂),HLP-701型(煤炭科学研究院)等各种干工混凝土喷射机。

干式混凝土喷射朵的主要优点是输送距离长,设备简单,耐 用。但由于它是使干拌和混凝土喷嘴外与水混和,故而施工粉尘,回弹均较大,干喷作业产生的粉尘危害工人健康,尤其是窗小巷道工程中。粉尘污染更为严重。

从60年代起在,在西方发达国家中,湿喷技术开始逐渐推行,各种湿式混凝土喷射朵也陆续开发出来,所谓湿喷,其基本原理是将加水搅拌好的成品混凝土加入湿式喷射机,输送至喷嘴处,经掺加速凝剂后形成料束喷至施工面。

目前,在西方国家中,湿式混凝土喷射机已逐渐成为主要的喷射混凝土作业机具(见表1)

表1 部分西方国家喷射混凝土作业中干喷与湿喷所占比例

国家 湿喷(%) 干喷(%)

法国 60 40

意大利 90 10

日本 80 20

挪威 99 1

瑞士 65 35

美国 60 40

在国内,目前由于种种原因,干喷机仍是主要的喷射作业设备。但是随着人们环保意识的增强以及对喷射混凝土质量 要求的提高,已有越来越多的湿式混凝土喷射机进入使用。在一些国际招标的大型水利工程中,如二滩水电站,黄河小浪底工程,三峡工程等,均是采用湿式混凝土喷射朵作业。国内目前使用的各种湿式混凝土喷身机多是从国外引进的设备。近几年来。国内一些单位也开始开发研制出几种湿式混凝土喷射机,但生产规模尚有待于扩大。概括起来,湿式混凝土喷射机主要优点是:

(1)大大降低了机旁和喷嘴外的粉尘浓度,消除了对工人健康的危害。

(2)生产率高。干式混凝土喷射机一般不超过5m /h。而使用湿式混凝土喷射机,人工作业时可达10m /h;采用机械手作业时,则可达20m /h。

(3)回弹度低。干喷时,混凝土回弹度可达15%-50%。采用湿喷技术。回弹率可降低到10%以下。

(4)湿喷时,由于水灰比易于控制,混凝土不化程度高,故可大大改善喷射混凝土的口质,提高混凝土 的匀质性,而干喷时,混凝土的水灰比是由喷射手根据经验及肉眼观查来进行调节的,混凝土的品质在很大程度上取决于机手操作正确与否。

2 湿式混凝土喷射机的种类及工作原理

随着混凝土湿喷技术的应用,各国分别开发通风蝶阀出一系列的湿式混凝土喷射机。根据湿式混凝土喷射机的工作原理,呆分为泵送型及气动型两大类。

2.1 泵送型

2.1.1 柱塞泵式湿喷机

如图1所示,这种湿喷朵是将柱塞式混凝土泵作为湿式混凝土喷射机的基本机体,在输送管出口装以喷嘴并在此通入压缩空气,将混凝土喷射出去。这类湿喷机一般较笨重,但输送距离长。在二但是在某些领域依然有待提高滩,小浪底等一些大型水利工程中使用的,如瑞士MEYNADIER公司的Robojet041型混凝土喷射机。

2.1.2 螺杆泵式湿喷机

如图2所示,这种湿喷机是以螺杆与定子套相互啮合时接角空间容积的变化来输送物料的。这种类型的有德国UELMAT公司的SB-3型湿喷朵。我国有关单位也曾进行过研制。该机型的主要缺点是生产率低,螺杆和定子套的磨损较严重,故而应用范围不大。

2.1.3 软管挤压泵式湿喷机

如图3所示,这种湿喷机由搅拌斗,泵送软管,泵体和输料管等部件组成。泵体为圆筒形,中部之行星传动机构带动两个滚轮转动,连续挤压泵送管内的湿料,使之进入输料管压送出去。日本极东PCM型CHALLENGE型混凝土喷射机即属此类型湿喷机,据报道这咱喷射机曾在国外应用较广,但从近年来国仙的引进情况来看,已很少使用,其主要问气动阀题 是挤压管寿命短。

2.2 气送式湿式混凝土喷机

这类湿喷机是利用压缩空气将物料在软管中以“稀薄流”的形式输送至喷嘴直接喷出。如图4所示是英国COMPERNASS-208型湿喷机工作原理图。该机为并排的两个罐,一个喷射,一个备料。罐的底部各有一个横卧的螺输送器,喷射罐内通入压缩空气,湿拌和料经螺旋送进输料管,在喷嘴处,通过气环引入的压缩空气使拌和料喷射出去。这种湿喷机的缺点是向罐内加料比较麻烦,罐的清理亦不方便。

图5所示是日本德斯古马恩型湿喷机工作原理图。该湿喷朵为竖立的两个罐,上罐拌料,下罐喷射,上下罐均有密封阍门,交替开启,关闭,以实现连续喷射。下罐底部有一横卧螺旋驱动湿拌和料至料管内喷射出去。这种湿喷机的缺点 是上料高度大。比较笨重。

图6所示是瑞士阿瓦280型湿喷机工作原理图。该机为转子结构,采用液压驱动装置,负荷变量泵通过液压马达带动转子转动,转速可调,从而使喷射量可调。采用了液压式转子转动,转速事调,从而使喷射量可调。采用了液压式转子压紧机构,压紧力可调。工作时料斗中的湿拌和料落入转子料孔,经旋转180 后料孔与压缩空气进气口相通,湿拌和料遂以悬浮状态被压至出料管,经在喷嘴混合室与液体速凝剂快速充分混合后,从喷嘴高速喷出。该机的缺点是设备投资较大,维护工作量大。由于自重达到2t多,故生产工艺进程对材料的安全影响甚大机动性差。

3 国产湿式混凝土喷杀菌器射机

3.1 SPZ-6型湿式混凝土喷射机

SPZ-6型湿式混凝土喷射机是由北京矿冶研究总院研制成功的一咱气送转子式湿式混凝土喷射机,如图7所示。这的工作原理与瑞士阿利瓦280机型相似,其转子由电动机经减速器带动旋转。该机设备投资少,生产率高,重理轻,机动性好。

SPZ-6型湿式混凝土喷射机分别在北京城建大柳树工地及甘肃金川有色金属公司进行了工业实验,取得了优良的效果,并于1996年12月通过了中国有色金属工业总公司的技术鉴定,1998年8月获国家专利权(专利号ZL.4)。

3.2 TK-961型湿式混凝土喷射机

TK-961型湿式混凝土喷射机是铁道科学研究院西南分院近年来研制的一种转子活塞 式湿喷机,如图8所示。该机利用一组活塞将湿拦料推送至机器顶部的混合室,经与空气混合后,通过软管输送到喷嘴,在喷嘴处掺加速更加重视与生态环境及资源的调和发展凝剂后喷出。该机的主要优点是无余气排放,送料连续性好,且对混凝土的和易性要示主沆。据报道,已在宝成支线,渝长高速公路等工程中应用。并获国家专利(专利号ZL.5)。

3.3 叶轮式湿式混凝土喷射机

叶轮式湿式混凝土喷射机是安庆市恒特工程机械研究所研制的一种湿喷机,如图9所示。这采用了一种叶轮喂料装置(专利号ZL.5),具有工作可靠,使用寿命长,适应骨料粒径范围大等优点。目前已生产出AH型系列产品。

4 湿式混凝土喷射机推广应用中需解决的一些问题

目前,由于湿喷技术具有明显的优势,湿式混凝土喷射机有各工程中的应用亦越来越多。但是,由于存在着一些尚待解决的问题,对湿式混凝土喷射机的推广应用起到了一定的阻碍作用,以至于在我国,目前主要的喷射混凝土作业方式仍是干喷。

(1)湿式混凝土喷射机多采用液体速凝剂。进口及合资产品售价较高(达元/t),而国产液体速凝剂尚无生产。相对应的干喷所粉状速凝剂售价低(1000多元/t)。

(2)劳动力成本低及人们的环保意识尚待提高。

(3)湿式混凝土喷射机作业时,设备投资较为复杂,操作及维修不及干喷机方便。

(4)使用湿式混凝土喷射机作业时,设备投资较高。

以上种种因素造成湿喷混凝土施工成本高于干喷混凝土施工成本混凝土,使湿式混凝土喷射机在国内的推广受到一定程度的限制。但是,随着环保意识的加强,以及人们对喷射混凝土施工质量更高的要求,湿式混凝土喷射机必将越来越多地取代干式混凝土喷射机而成为喷射混凝土作业的主要机具。

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